《青年科学》
开博时间：2016-11-21 21:22:00《青年科学》杂志创办于1980年，是沈阳日报报业集团主管并主办的综合性期刊。辽宁省一级期刊，曾连续两届被国家新闻出版署评为“全国百种重点期刊”。
白云飘浮与飞沙走石
2008-11-02 18:18:40云有多重？一片云的重量就是云中所含水滴的重量。水滴的含量因云的类型而异。积云的含水量为每立方米0.2～1克；层云的含水量为每立方米0.1～0.5克；雨层云的含水量每立方米可达15克。一片1平方公里的积云，不是特别大，如果按每立方米平均含水量为0.2克计算，其重量约为200吨。
云为何会飘移？显然那是因为有风。那云又为何会悬浮呢？是因为空气的浮力吗？地表附近空气的密度是每立方米1千多克，随着高度的增加，空气密度要降低。不过云所在的位置属于大气的最底层，那里的空气密度不会减少太多，可以认为是每立方米1千克左右。对比上段中给出的云的含水量（取粗略的均值每立方米1克），乍一看似乎空气的密度要大1000倍，于是云所受的浮力就要比云自身的重量大1000倍！云好像应该快速上升才对，而事实显然并非如此。
错在哪里呢？原来组成云的小水滴之间有很大的空隙，平均间距是小水滴直径的上百倍。这些空隙当然不是真空，也就是说空气并没有被排出这些空间，于是这些空间所对应的空气浮力根本就不存在。上述错误正是把这些不存在的浮力也计算进去了。
考察的关键在于其组成的小水滴是如何悬浮于半空中的。其实小水滴在静止的空气中也是会不断坠落的，但由于其直径很小，仅约为0.01毫米，所以它向地面下落的收尾速度也很小，只有每秒0.5厘米。这样即便空气极其稳定宁静，处于1公里高处的白云也要花上两天多的时间才能落到地面上。而实际上由于地面往往总比空中温度高，这样就总会有一些上升的气流，而这些气流很容易就能达到小水滴的收尾速度，于是云就被稳定地托举在空中了。由此看来，云的悬浮跟云的飘移同样都是因为有风，只是悬浮所需的向上吹的风极小，我们都感觉不到罢了。
当云中水汽增多，水滴越变越大时，相应的收尾速度也就增大，水滴要继续悬浮空中就需要更加强劲的上升气流。但在水汽充足的情况下，水滴比较容易增大，而上吹的风速则相对难以得到对等的增大。当水滴足够大，向上的气流所造成的空气阻力再也托不住它时，一场雨便要降临大地了。
那么“飞沙走石”又是怎么回事儿呢？读者若已明白了云飘云浮的道理，那应该可以举一反三了：沙尘就像小水滴收尾速度小，狂风中向上的气流足以长时间地把它们挥舞到半空中一样；而石块类似于雨滴，其重量大于上升气流造成的推力，于是就只能贴着地面随着水平方向的强风向前滚动。
